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随钻地震波场数值模拟研究

王鹏  
【摘要】: 随钻地震(Seismic While Drilling)技术是勘探地球物理与石油工程相结合的产物,是一项学科交叉的技术。它以钻头破岩产生的地震波为震源,采集从地层传播上来的振动信号,获得钻头前方地层的反射波信息,用于评价待钻地层、预测超压层、地层界面和地层特性,以降低钻井风险、提高钻井质量。 因钻头振动能量弱、井场噪音能量强以及随机连续振动造成的不同时刻、不同震相的波相互叠加,使SWD信噪比很低,波场非常复杂,数据处理难度大。现场实验周期长、费用高、地下结构等未知因素多,不利于开展SWD研究。而数值模拟具有在控制条件下开展研究的优势,是一种高效、廉价的数值实验方法。本文在SEISMOD地震波场模拟软件和MATLAB信号分析软件的基础上,针对随钻地震低信噪比、连续随机震源信号的特点,以粘弹性介质地震波动方程、交错网格高阶有限差分数值解法和互相关信号分析为核心,建立了SWD数值实验平台,算例验证了模拟平台的可靠性。同时利用该平台对SWD波场传播、直达波与反射波时距曲线特征、数据处理方法等进行了数值实验,深化了对SWD波场传播规律和SWD处理方法的认识,为随钻地震技术研究提供了一种高效的研究手段。


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